浅析游泳池定位救生系统

摘 要：一直以来游泳这项适合各个年龄阶层的全身型体育运动受到了大众的广泛欢迎。在各大城市中对公众开放的游泳场馆也越来越多。但是在游泳池中，初学者往往由于精神紧张导致在水中行动、呼吸不自由，轻则容易呛水和失去平衡，严重时往往导致溺水死亡事故。有些会游泳的人也可能由于抽筋、受伤、突发疾病等原因导致溺水。因此，文章对游泳池定位救生系统进行了相关分析，希望能够为人们的生命安全提供保障。

关键词：游泳；游泳池定位救生系统；分析

1 游泳池定位救生项目背景及意义

目前，国内的游泳馆的安保大多都在使用传统的人力监管模式。每个游泳池都靠2～4个救生员时刻紧盯着水面来预防和救援溺水人员。这样的管理方式的缺点是，无法进行细化的管理、可靠性很差、信息的处理能力比较弱、反应的速度也很慢，很难有效保证场馆内的公共安全。

由于人的生理条件的限制使得救生员很难保持长时间的注意力高度集中，另外游泳池水面对光线的反射还会让救生员出现眩晕状态，而且游泳池经常人数众多，环境嘈杂。上述原因都会导致出现溺水情况时溺水者在水面上的求救动作很难及时引起救生员的注意，而一旦溺水者沉入水下就更加难以被察觉。

当发生溺水事故时，每一秒都是直接关系到生命的。溺水者沉入水中后不能呼吸，时间越长会导致脑损伤甚至死亡的可能性就越大。研究发现，如果游泳者在溺水致昏迷的前十秒钟内能被救生员发现，并且能在接下来的二十秒内被及时救起，那么溺水导致死亡发生的概率就会很低。但实际情况却不容乐观，在2001年夏天，美国的一个社会组织JeffEllis&Associates对90个美国游泳池和水上公园的救生员做了500多次的测试，结果表明：救生员发现溺水者所需的平均时间为1分14秒，其中仅有9%的救生员在10秒之内，43%的人在30秒内，55%的人超过了1分钟。这份调查表明，尽管专业的救生人员在认真的监视着，溺水事故发生的概率依然居高不下。

因此国家有关部门急切希望能有一套可靠的适用于游泳池工作环境的溺水预警设备，这时，智能化的游泳池溺水救生定位系统走进了我们的视野。该系统可以作为救生员的辅助看管装置，可以提高救生员的监测效率，从而更好的保障游泳者的生命安全。一旦有溺水事件发生能及时的报警通知救生员并能告知其溺水者位置，为救援赢得时间。而现有的水下定位系统一直受限于造价高昂、设备复杂以及水下机功耗高而没有在游泳池得到普及应用。

2 游泳池定位项目定位原理

游泳池定位原理是根据几何模型定位的。在空间中，已知一个点到两个固定点间的距离差可以确定出一个双曲面，而三个双曲面理论上可以在空间中交汇于一点。该点即为溺水者的空间位置点。

我们在水下布置了4个用于接收信号的接收装置，溺水者身上自身携带信号发射装置。在一旦发生意外事故时溺水者向外发射声音信号，而位于游泳池4个角落里的接收装置可以检测到发射信号，并且计算出发射信号到达接收装置时间。根据声音在水中传播速度计算出溺水者到达4个接收装置的距离，求出距离差，从而求解出溺水者位置。

而在求解出距离差的同时，将结果发送到水上定位显示器，救生员能够通过显示界面观测清晰的观测出溺水者在水中位置。

3 水下救生定位信号发射装置

水下信号发射器是本定位系统水下部分的核心。其主要功能是定时检测游泳者的状态，保证发生溺水情况时能手动或自动地发射声信号，以求救援。设计要求：

由于人溺水会经过两个状态，一是意识清醒状态，二是意识模糊到失去意识状态。在意识清醒时溺水者可以通过开关手动触发信号，但是如果游泳者在意识清醒时没能有效手动触发信号就进入了昏迷状态怎么办？这里我们采用压力传感器来实时监测游泳者在水中的深度信息，假定声发射装置处于水下一定深度并持续一定时间以上就自动触发信号，提示报警。

水下发射装置的作用就是发射信号，那么如何控制信号的发射和停止就是软件设计的主要目的。具体是通过压力传感器测得发射装置在水中的外部压力值，进而判断出发射装置当前所处的深度信息，通过对深度的分析并结合外部的信号开关状态决定信号的发射和停止。其信号触发逻辑参看表1：

首先对压力传感器的工作深度划分三段：水面以上、水下1m以上、水下1m以下。

（1）当发射装置处于水面以上时，自动报警功能被禁止；手动报警功能被屏蔽，即使按下信号开关也不能发射信号。（2）当发射装置处于水下1m以上时，自动报警功能被禁止；手动报警功能开启，按下信号开关，红色指示灯闪烁，信号发射。（3）当发射装置处于水面1m以下时，自动报警和手动报警功能均开启，此时若检测到发射装置在水面1m以下持续5s以上或者信号开关被按下就会自动触发信号，红色指示灯闪烁。（4）信号发射时间会持续半个小时，如果中途要停止发射信号只有两种途径：一种是让发射装置露出水面5s以上，另一种是关闭发射装置电源。这样，在溺水者处于水中1m以上时，一旦发生意外事故，溺水者可以手动触动开关发射信号，而在溺水者处于水下1m以下时，发射装置将自动向外发射信号，以提示救生人员。

4 水上定位接收处理装置

水上定位处理装置是将4个接收装置的接收信号的到达时间进行检测，并计算出到达时刻差，将时这些数据发送到显示控制模块，转换为距离并解算出溺水者具置。（见图4）

5 结束语

近年来，人们在休闲娱乐方面对游泳非常的热衷，但是，也经常会出现一些危险，为了对人们的生命安全进行保障，文章进行了相关分析，希望能够更好的为以后游泳事业的发展提供便利。

参考文献

[1]方千华，梅雪雄.美国大众游泳安全保障若干问题探究[J].福建师大福清分校学报，2005（2）.

[2]方千华，梅雪雄.国外水上救生的发展与启示[J].体育科学研究，2005（1）.

[3]全国体育院校教材委员会审定.游泳运动[M].人民体育出版社，2001.

[4]体育科学研究方法编写组.体育科学研究方法[M].高等教育出版社，1999.